一种放射性安检设备及系统的制作方法

本申请涉及辐射检测技术领域，具体而言，涉及一种放射性安检设备及系统。

背景技术：

目前，为了保障公民的生命安全、减少放射源等带来的危害，海关、车站、港口等大型公共场所都配备了通道式放射性安检设备。但是，现有的通道式放射性安检设备只能够以基数测量的方式对通过通道内的人或者物品进行放射性检测，无法一次性对大型公共场所进行放射性检测。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种放射性安检设备及系统，用以实现在满足一次性对大型场所进行放射源检测的同时，实现放射源定位显示的技术效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种放射性安检设备，包括：控制器；与所述控制器连接的探测器，用于获取待测区域中放射源的位置信息；与所述控制器连接的激光测距仪，用于获取所述放射源与放射性安检设备之间的距离信息；与所述控制器连接的摄像头，用于获取待测区域的图像信息；所述控制器根据所述位置信息、所述距离信息以及所述图像信息得到所述待测区域的放射性监测图像。

在上述实现过程中，为了实现对待测区域的放射性检测，可以通过放射性安检设备上设置的探测器对待测区域进行检测，获得待测区域中具备放射性的人或者物体的位置信息并发送给控制器；通过激光测距仪对待测区域的放射源进行检测，得到放射源与放射性安检设备之间的距离信息并发送给控制器；通过摄像头获得待测区域的图像信息并发送给控制器，控制器根据上述位置信息、距离信息以及图像信息就可以合成得到放射性监测图像。放射性监测图像中可以显示放射源在待测区域中的位置以及与放射性安检设备之间的距离，实现了一次性对大型场所中存在的放射源的检测。

可选地，所述探测器包括：晶体阵列、光导和硅光电倍增管阵列，所述光导的一端与所述晶体阵列连接，所述光导的另一端与所述硅光电倍增管阵列连接。

在上述实现过程中，探测器包括晶体阵列、光导和硅光电倍增管阵列，光导的一端与晶体阵列连接，光导的另一端与硅光电倍增管阵列连接，晶体阵列可以将放射性射线转换成可见光，光导可以将上述可见光传输给硅光电倍增管阵列，硅光电倍增管阵列再将可见光的光信号转换为电信号，实现了光电转换，使用硅光电管也减少了探测器的体积，便于电路的集成。

可选地，与所述硅光电倍增管阵列连接的位置读出电路，用于根据所述硅光电倍增管阵列产生的电信号生成对应的检测信号。

在上述实现过程中，硅光电倍增管连接了对应的位置读出电路，可以根据硅光电倍增管产生的电信号生成对应的检测信号，可以更为方便的根据检测信号得到待测区域中放射源的位置信息。

可选地，所述位置读出电路包括第一输出电路、第二输出电路以及多个与所述硅光电倍增管阵列连接的支路；所述第一输出电路和所述第二输出电路包括多个串联的电阻；所述支路包括多个串联的电阻，所述硅光电倍增管阵列中的每个硅光电倍增管设置在所述支路的两个相邻的电阻之间；所述支路的一端连接在所述第一输出电路的两个相邻电阻之间，所述支路的另一端连接在所述第二输出电路的两个相邻电阻之间。

或，所述第一输出电路和所述第二输出电路包括多个串联的电容；所述支路包括多个串联的电容，所述硅光电倍增管阵列中的每个硅光电倍增管设置在所述支路的两个相邻的电容之间；所述支路的一端连接在所述第一输出电路的两个相邻电容之间，所述支路的另一端连接在所述第二输出电路的两个相邻电容之间。

在上述实现过程中，位置读出电路包括第一输出电路、第二输出电路以及多个与硅光电倍增管阵列连接的支路。第一输出电路、第二输出电路、支路都包括多个串联的电阻，硅光电倍增管阵列中的每个硅光电倍增管设置在支路的两个相邻的电阻之间；支路的一端连接在第一输出电路的两个相邻电阻之间，支路的另一端连接在第二输出电路的两个相邻电阻之间。位置读出电路中的电阻也可以全更换为电容。硅光电倍增管阵列产生的电信号经位置读出电路处理后分别在第一输出电路的两个输出端和第二输出电路的两个输出端生成对应的检测信号，控制器根据上述检测信号就可以得到放射源的位置信息，实现对放射源的初步定位。

可选地，所述放射性安检设备还包括：与所述控制器连接的温度传感器，用于检测环境温度。

在上述实现过程中，放射性安检设备还包括与控制器连接的温度传感器，用于检测环境温度，放射性安检设备中的硅光电倍增管长时间运行会使放射性安检设备的温度升高，影响硅光电倍增管的放大倍数，通过设置的温度传感器实时检测放射性安检设备的环境温度，以便于在硅光电倍增管温度过高时及时调整硅光电倍增管的工作电压，从而调节硅光电倍增管的放大倍数。

可选地，所述放射性安检设备还包括：箱体；设置在所述放射性安检设备的箱体上的编码板准直器，所述编码板准直器与所述探测器相匹配，所述待测区域的放射性射线经过所述编码板准直器射入所述探测器。

在上述实现过程中，放射性安检设备还包括设置在放射性安检设备的箱体上的编码板准直器，编码板准直器具备多个小孔，利用多孔成像的方式提高了检测到的放射源图像的信噪比，提高了射线收集效率，同时编码板准直器可以对通过编码板的放射性射线进行编码，按照各个编码板对应的解码方式就可以得到放射源的放射性射线通过编码板准直器后的在晶体阵列上的成像信息。

可选地，所述放射性安检设备还包括：与所述控制器连接的中子检测单元，用于获取所述放射源的中子剂量率。

在上述实现过程中，放射性安检设备还包括与控制器连接的中子检测单元，实现对待测区域内放射源的中子剂量率的检测。

可选地，所述放射性安检设备还包括：与所述控制器连接的伽马射线检测单元，用于获取所述放射源的伽马剂量率。

在上述实现过程中，放射性安检设备还包括与控制器连接的伽马射线检测单元，实现对待测为区域内放射源的伽马剂量率的检测。

第二方面，本申请实施例提供一种放射性安检系统，包括监控终端以及与监控终端连接的上述放射性安检设备。

在上述实现过程中，放射性安检设备在完成检测区域的放射性检测获得放射性监测图像以后，就可以将该图像发送给监控终端，监控终端根据接收到的放射性监测图像在显示器上进行放射性监测图像的实时显示，便于检测人员更为直观的知道场所内放射源的具体位置。

可选地，所述放射性安检系统还包括多个设置在待测区域与所述监控终端连接的放射性安检设备。

在上述实现过程中，放射性安检系统还包括多个设置在待测区域与监控终端连接的放射性安检设备。在待测区域设置多个与监控终端连接的放射性安检设备对同一待测区域或者不同待测区域进行检测。当使用多个放射性安检设备对同一检测区域进行检测时，可以通过各个放射性安检设备检测到的信息对放射源进行三维成像显示。当使用多个放射性安检设备对不同待测区域进行检测时，可以在监控终端上实时显示多个场所的放射性监测图像，提高检测的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的放射性安检设备的结构框图；

图2为本申请实施例提供的探测器结构示意图；

图3为本申请实施例提供的位置读出电路结构示意图；

图4为本申请实施例提供的编码板准直器结构示意图；

图5为本申请实施例提供的编码板准直器设置方式示意图；

图6为本申请实施例提供的放射性安检系统结构示意图。

图标：10-放射性安检系统；100-放射性安检设备；110-控制器；120-探测器；121-晶体阵列；122-光导；123-硅光电倍增管阵列；124-位置读出电路；1241-第一输出电路；1242-第二输出电路；1243-支路；125-运算放大电路；130-摄像头；140-激光测距仪；150-温度传感器；160-输入输出设备；170-供电装置；180-伽马射线检测单元；190-中子检测单元；200-箱体；210-编码板准直器；300-监控终端。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

经申请人研究发现，现有的通道式放射性安检设备只可以对通过通道的人或者物品进行放射性检测，但是在人口流量大、物品流通量大的场所，通道式放射性安检设备的检测效率不能满足需求，急需一种可以快速进行放射性检测的放射性安检设备对待检测区域进行检测。为了解决上述问题，本申请提供了一种放射性安检设备及系统，具体内容如下所述。

请参照图1、图2以及图3，图1是本申请实施例提供的放射性安检设备的结构框图；图2是本申请实施例提供的探测器结构示意图；图3为本申请实施例提供的位置读出电路结构示意图。

本申请实施例所提供的放射性安检设备100包括控制器110；与控制器110连接的探测器120；与控制器110连接的激光测距仪140；与控制器110连接的摄像头130；与控制器110连接的供电装置170。探测器120用于获取待测区域中放射源的位置信息；激光测距仪140用于获取待测区域中放射源与放射性安检设备100的距离信息；摄像头130用于获取待测区域的图像信息；控制器110根据上述位置信息、距离信息以及图像信息得到放射性监测图像，供电装置170用于为放射性安检设备100供电，同时将外部电源的电压转换为满足放射性安检设备100中各个电子元件工作需求的电压。

本申请所提供的实施例还可以根据激光测距仪140检测到的距离信息计算得到放射源剂量率强度信息，计算方式如下：

M＝A·r/R²

其中，M表示放射源剂量率强度，A表示放射源放射性活度，r表示照射量率常数，R表示激光测距仪140检测到的放射源的距离信息。通过计算得到的放射性剂量率强度以及检测到的距离信息还可以分析得到放射源的核素信息。

本实施例所提供的放射性安检设备100还包括与控制器110连接的中子检测单元190，中子检测单元190包括慢化体；与慢化体连接的中子管；与中子管连接的中子检测控制电路。放射源所释放的中子流中的快中子经慢化体慢化后进入中子管，中子管对中子流进行检测获得放射源的中子剂量率。

在一种可能的实施方式中，慢化体的材料可以为石墨，放射源产生的中子流经慢化体降低能量后进入中子管，在中子管中进行反应得到放射源所产生的中子流的中子剂量率。

值得说明的是，慢化体的材料并不局限于上述的石墨，也可以为铍或者重水等材料。

本实施例所提供的放射性安检设备100还包括与控制器110连接的伽马射线检测单元180，用于检测高剂量放射性场所的伽玛射线剂量率，伽马射线检测单元180包括盖革-米勒计数管，与盖革-米勒计数管连接的伽马射线检测控制电路。放射源产生的伽马射线射入盖革-米勒计数管后，在盖革-米勒计数管中进行反应就可以检测出该放射源所产生的伽马射线剂量率，探测器120也可以用于检测低剂量放射性场所的伽马射线剂量率，进行伽马剂量率检测时可以根据待测区域的实际放射性剂量强度从上述两种方式中选择一种方式进行伽马射线剂量率检测。

值得说明的是，伽马射线检测单元180所用的计数管并不局限于上述的盖革-米勒计数管，也可以是He-3正比计数管等。

本实施例所提供的放射性安检设备100还包括与控制器110连接的输入输出设备160，用于输出本台放射性安检设备100的检测结果以及接收控制指令。值得说明的是，上述输入输出设备160可以分开设置，也可以一体化设置。

在本实施例一种可能的实施方式中，输入输出设备160可以为，但不限于，触摸显示屏，放射性安检设备100得到的放射性监测图像可以在触摸显示屏上进行显示，测量人员也可以根据实际需要输入对应的控制指令以查看所需的内容。

本申请实施例所提供的放射性安检设备100还包括与控制器110连接的温度传感器150，用于检测放射性安检设备100运行时的环境温度。放射性安检设备100长时间运行会导致温度升高，增加放射性安检设备100的功耗，影响探测器120中硅光电倍增管的放大倍数。温度传感器150对放射性安检设备100的环境温度进行实时检测，以便于在温度过高时及时调整放射性安检设备100的工作电压，从而减小对硅光电倍增管放大倍数的影响。

请参照图2，本申请实施例所提供的放射性安检设备100还包括探测器120。探测器120包括晶体阵列121、光导122、硅光电倍增管阵列123、位置读出电路124以及运算放大电路125。光导122的一端与晶体阵列121连接，另一端与硅光电倍增管阵列123连接。位置读出电路124一端与硅光电倍增管阵列123连接，另一端与运算放大电路125连接。

晶体阵列121的材料可以为，但不限于，碘化钠、碘化铯、溴化镧等，晶体阵列121包括多个小晶格，每个晶格检测到放射性射线后就可以将放射性射线转换为可见光，光导122将上述可见光传输给硅光电倍增管阵列123，硅光电倍增管阵列123将可见光的光信号转换为电信号，位置读出电路124根据检测到的电信号生成对应的检测信号，运算放大电路125将检测信号进行放大处理后发送给控制器110，控制器110根据接收到的检测信号分析得到放射源的坐标信息。

请参照图3，在本申请的一种可能的实施方式中，位置读出电路124可以为电阻网络，位置读出电路124包括第一输出电路1241、第二输出电路1242以及多个与硅光电倍增管阵列123连接的支路1243；第一输出电路1241和第二输出电路1242包括多个串联的电阻；支路1243包括多个串联的电阻，硅光电倍增管阵列123中的每个硅光电倍增管设置在支路1243的两个相邻的电阻之间；支路1243的一端连接在第一输出电路1241的两个相邻电阻之间，支路1243的另一端连接在第二输出电路1242的两个相邻电阻之间。

硅光电倍增管阵列123产生的电信号通过位置读出电路124后分别在第一输出电路1241的两端生成两个检测信号，在第二输出电路1242的两端生成另外两个检测信号。控制器110根据位置读出电路124对应的解码方式就可以得到放射源的坐标信息，通过上述四端的电压和电流就可以得到放射性射线的能量信息。

值得说明的是，位置读出电路124并不局限于上述的电阻网络，也可以将上述位置读出电路124中的电阻替换为电容，组成电容网络。

在一种可能的实施方式中，放射源的坐标信息以及能量信息可以通过以下方式获得。

E＝Ea+Eb+Ec+Ed

其中，X表示放射源在待测区域的横坐标，Y表示放射源在待测区域的纵坐标；a、b表示第一输出电路1241两端检测信号的信号强度；c、d表示第二输出电路1242两端检测信号的信号强度；E表示放射性射线的总能量信息，Ea、Eb、Ec、Ed表示上述四个检测信号对应的能量信息。

需要说明的是，放射源的坐标信息以及能量信息的获取并不局限于上述的方式，可以根据实际所使用的位置读出电路124进行设置。

请参照图4、图5，图4是本申请实施例提供的编码板准直器结构示意图；图5是本申请实施例提供的编码板准直器设置方式示意图。

本申请所提供的实施例中，为了提高放射性安检设备100的探测器120检测到的射线的信噪比，提高放射性射线收集效率，同时也为了更好的获得待测场所中各个方向的放射源的检测图像，本实施例还在放射性安检设备100的箱体200上设置了与探测器120相匹配的编码板准直器210，编码板准直器210与探测器120的晶体阵列121处于同一方向且相对平行且编码板准直器210的厚度不小于10mm。放射源所产生的放射性射线经过编码板准直器210上的多个小孔照射到晶体阵列121上，编码板准直器210可以对射线进行编码，不同方向的放射性射线经过编码板准直器210的编码孔后会在晶体阵列121的不同晶格上沉积能量，生成对应的编码信号，控制器110对编码信号进行解码就可以得到各个方向对应的检测图像。

在一种可能的实施方式中，编码板准直器210可以为，但不限于，修正均匀冗余阵列(Modified Uniformly Redundant Arrays，MURA)嵌套编码板，放射性射线通过编码板准直器210的小孔射入晶体阵列121的上，晶体阵列121接收到放射性射线的区域就可以将放射性射线转换为可见光，并根据接收到射线的位置生成对应的编码信号，控制器110根据编码板准直器210对应的解码方式就可以得到检测图像。控制器110在检测图像与上述得到的待测区域中放射源的位置信息、待测区域的图像信息以及放射源的距离信息进行分析处理就可以得到待测区域的放射性监测图像。

值得说明的是，编码板准直器210的大小和型号可以根据实际应用需求进行选取，并不局限于上述的MURA嵌套编码板。

请参照图6，图6是本申请实施例提供的放射性安检系统结构示意图。本申请所提供的实施例中，放射性安检系统10包括监控终端300，与监控终端300连接的放射性安检设备100。放射性安检设备100根据检测到的放射源的信息生成对应的放射性监测图像，然后发送给监控终端300，监控终端300根据接收到的放射性监测图像进行待测区域放射性检测结果的实时显示。

在本实施的一种可能的实施方式中，同一个待测区域的多个位置都可以设置上述放射性安检设备100，各个放射性安检设备100与监控终端300连接，放射性安检设备100直接将检测数据发送给监控终端300，监控终端300根据各个放射性安检设备100检测到的数据生成待测区域中放射源所在位置的三维图像。为了实现同时对多个场所的进行放射性检测，还可以在多个不同的场所设置上述放射性安检设备100，通过有线连接或者无线连接的方式将各个放射性安检设备100与监控终端300连接，监控终端300再在显示器上根据各个放射性安检设备100的检测结果进行多个待测区域对应的放射性监测图像的显示。

综上所述，本申请实施例提供一种放射性安检设备及系统，控制器通过探测器获取放射源的位置信息，通过激光测距仪获取待测区域内放射源的距离信息，通过摄像头获取待测区域的实时图像信息，然后控制器根据上述三种信息得到待测区域的实时放射性监测图像，实现一次性对待测区域内的放射源进行检测。在此基础之上，通过设置的中子检测单元可以获取放射源所产生的放射性射线的中子剂量率；通过设置的伽马射线检测单元可以对高剂量放射性场所进行放射源的伽马射线剂量率的检测，探测器也可以用于检测低剂量放射性场所的伽马射线剂量率，控制器在进行检测时可以根据实际场所中的放射性剂量选择伽马射线剂量率的检测方式。本申请还考虑到探测器中的硅光电倍增管阵列实际工作时易受高温的影响，设置了温度传感器，对放射性安检设备的环境温度进行实时检测，以便于温度过高时及时调整放射性安检设备的工作电压，减少放射性安检设备的功耗以及减小对硅光电倍增管放大倍数的影响。通过设置的触摸显示屏可以进行待测区域实时放射性监测图像的显示以及接收根据实际应用需求输入的控制指令，方便测量人员进行操作。通过设置的编码板准直器，提高了射线的收集效率，增加了放射性射线的信噪比。

需要说明的是，以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。